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離子交換法提純氫氟酸

發布時間:2022-04-19 06:51:29

Ⅰ 用於分離或提純物質的方法有哪幾種

553956861已經回答的很全面了,在他基礎上在補充兩種:
第十四種,氣體擴散法,利用不同氣體的相對分子質量不同而導致的擴散速度不同,從而分離出不同氣體的方法。對鈾235的分離提純就用該方法。
第十五種,電解分離提純法,從天然水中分離提純重水用的就是該方法,由於普通水H2O比重水D2O容易電解,所以經過長時間的電解後,最後剩下的水中重水的含量很高,電解的越久,重水含量越高,越純。
還有,說明一下,重結晶就是多次結晶的意思,也是分離提純的一種結晶方法。會使提純的物質更純。
望採納553956861的!支持它!

Ⅱ 六氯磷酸鋰原材料有那些

鋰鹽。

六氟磷酸鋰是一種無機物,化學式為LiPF6,白色結晶或粉末。易溶於水、還溶於低濃度甲醇、乙醇、丙酮、碳酸酯類等有機溶劑。是電解液成分最重要的組成部分,約佔到電解液總成本的43%。氟化工行業中,雖然傳統產品同比降幅明顯,但高端產品需求增長保持了強勁勢頭。

尤其是六氟磷酸鋰產銷繼續保持良好態勢。隨著未來新能源領域的持續擴張,六氟磷酸鋰望迎來持續爆發。未來其它的新型鋰鹽有望取代六氟磷酸鋰。

如果遵照規格使用和儲存則不會分解。避免接觸氧化物。易溶於水,還溶於低濃度甲醇、乙醇、丙醇、碳酸酯等有機溶劑。暴露空氣中或加熱時分解。

六氟磷酸鋰主要原材料:

六氟磷酸鋰合成工藝主要有氣-固反應法、氫氟酸溶劑法、有機溶劑法、離子交換法等,目前大規模工業生產主要採用氫氟酸溶劑法。

1)氣-固反應法:美國科學家早在1950年就提出氣-固反應法,該方法是將經過處理的過孔LiF固體與PF5氣體直接反應,生成LiPF6,該反應在高溫高壓下進行,未使用任何溶劑,該方法的優點是反應步驟少,操作簡單。缺點是反應過程中需要使用乾燥惰性氣體進行保護,因此對反應容器的密封性要求高,反應只是在固體表面進行,LiF轉化效率低,最終剩餘大量未有反應的LiF,分離純化較為復雜,很難得到高純度的產品。目前該方法沒有在大規模的工業化生產,部分實驗室有使用。

(2)氫氟酸溶劑法:是將鹵化鋰溶解在無水氟化氫中,再通入高純PF5氣體進行反應,生成六氟磷酸鋰晶體,再經過分離、乾燥得到六氟磷酸鋰產品。反應化學式如下:5HF+產六氟磷酸鋰的主要方法之一。

(3)有機溶劑法:有機溶劑使用的有機溶劑主要有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)等。該方法將LiF固體懸浮於有機溶劑中,然後通入純化後的PF5氣體。反應生成的LiPF5直接溶解在有機溶劑中,所得溶液可直接用作鋰離子電池的電解液。該方法避免了使用氟化氫,生產過程中不會污染到產品,同時降低危險性,操作相對安全,降低了對設備的防腐要求;反應速度快,產品純度高,所得電解液也可直接用於鋰離子電池,產率較高。工藝相對簡單工況條件溫和,裝備投資少,生產過程中無污染無產生。缺點是反應原料會和部分有機溶劑發生聚合、分解等反應,很難獲得高純度產品,適用於制備六氟磷酸鋰液體溶劑產品。

(4)離子交換法:是將六氟磷酸鹽與含鋰化合物在有機溶劑中發生離子交換反應,得到六氟磷酸鋰的方法。根據六氟磷酸鋰理化特性,六氟磷酸鋰產品要盡量避免受熱,以免不穩定,受熱分解,且遇水易吸潮分解,生產六氟磷酸鋰時均應盡量在無水的環境中進行,原料進行無水處理。該方法所制備的產品純度不高,六氟磷酸鋰比較容易吸水,必須使用安全無水的溶劑,對溶劑的要求高,相對的原料成本也較高

Ⅲ 日常生活中通過對物質進行分離,提純,混合等手段實現的有哪些

1.
物理方法
(1)過濾:它是利用混合物各組分在同一溶劑中溶解度的差異,使不溶固體與溶液分離開來的一種方法。如粗鹽的提純。
(2)蒸發濃縮:它是用於分離溶於溶劑中的溶質的一種方法。如分離食鹽溶液中的nacl。
(3)結晶、重結晶:它是利用混合物中各組分在某種溶劑中的溶解度隨溫度變化不同的性質來分離提純物質的一種方法。如nacl和kno3混合物的分離。重結晶實際上是反復進行溶解、結晶的操作。
(4)蒸餾與分餾:它是利用幾種互溶的液體各自沸點差別較大的性質來分離物質的一種方法。如從石油中分離各種餾分,再如c2h5oh和h2o混合物的分離。
(5)分液:它是利用兩種互不相溶的液體,且密度不同的性質來分離物質的一種方法。如分離c6h6和h2o混合物的分離。
(6)浮選法:它是利用物質密度的不同來分離均不溶於水溶劑的固體混合物。如用水在沙裡淘金。
(7)萃取:它是利用某種物質在兩種互不相溶的溶劑中溶解度的不同來分離物質的一種方法。如用ccl4萃取碘水中的i2。
(8)升華:它是利用混合物中某些成分在一定溫度下可直接轉化為氣體,冷卻又直接轉化為固體將混合物分開的一種方法,其實就是利用升華的性質來分離混合物的。如從nacl和i2的混合物中分離提純i2。
(9)液化:它是利用各種氣體的沸點不同,先使其液化,然後再氣化,從而將混合物分離開的一種方法。如從空氣中分離n2和o2。
(10)水洗:它是利用各組分氣體在水中溶解度的不同來分離提純物質的一種方法。如從h2和hcl氣體的混合物中除去hcl氣體。
(11)滲析法:此法是利用半透膜,使離子或小分子從膠體溶液里分離出來的一種方法。如把ki從澱粉中分離出來。
(12)鹽析:它是利用某些物質在加入某些無機鹽時,其溶解度降低而形成沉澱的性質將其分開的一種方法。如從皂化液中分離肥皂、甘油,再如蛋白質的鹽析。
(13)紙上層析:它是利用濾紙或其它具有毛細作用的物質,在展開劑的作用下,將含有微量物質的混合物進行分離和鑒別的方法。如分離含有少量fe3+和cu2+的混合物。
2.
化學方法
(1)熱分解法:它是利用混合物中各組分穩定性的不同,將其進行加熱或灼熱處理,從而分離物質。如除去na2co3中混有的nahco3。
(2)酸、鹼處理法:它是是利用混合物中各組分酸鹼性質的不同,用鹼或酸處理,從而將物質分離開的一種方法。如分離al2o3和fe2o3的混合物。
(3)沉澱法:它是利用混合物中某成分與溶液反應生成沉澱來進行分離或提純物質的一種方法。如加入適量agno3溶液的方法除去kno3中少量的kcl。
(4)氧化還原法:它是利用混合物中某組分能被氧化(或被還原)的性質來分離或提純物質的一種方法。如除去苯中混有的甲苯。
(5)絡合法:它是利用組分中某一成分可以形成絡合物的性質來分離提純物質的一種方法。例如分離al2o3和zno的混合物。
(6)電解法:它是利用電解的原理來分離提純物質的一種方法,如電解冶煉鋁。
(7)離子交換法:是用離子交換劑來分離提純物質的一種方法。如硬水的軟化。

Ⅳ 離子交換分離法

磺酸型陽離子交換樹脂在稀鹽酸介質中,可吸附鋯氧離子,經1~2mol/LHCl淋洗,僅釷和稀專土留在屬交換柱上,鈦則部分分離,其他多數元素均能分離。再用4mol/LHCl淋洗,即可使鋯與釷和稀土分離。

此外,在鹽酸-過氧化氫溶液中,鋯(鉿)均可吸附於陽離子交換柱上,再用檸檬酸或草酸淋洗可進行定量分離。

某些陰離子交換樹脂在鹽酸溶液中,能吸附鋯、鉿、鈾和鈰,釷不被吸附。在氫氟酸介質中,鋯被吸附而與鋁、鐵分離。

Ⅳ 氫氟酸用什麼吸附劑

一種超高純氫氟酸的提純方法,包括以下工藝步驟:將工業氟化氫液體通入精餾釜,加入0.16-1重量%高錳酸鉀,攪拌,靜止;然後加入0.16-1重量%過氧化氫,攪拌,靜止;升溫至60-80℃,氟化氫液體氣化生成純化的氟化氫氣體;將出精餾釜的純化的氟化氫氣體通入冷卻器進行冷卻和過濾;吸收塔內注入去離子水,吸收塔底部設置布氣盤管,將出冷卻器的氟化氫氣體通入吸收塔底部的布氣盤管,由布氣盤管管壁上在布氣孔噴出後再由去離子水吸收製成氫氟酸半成品;出吸收塔的氫氟酸半成品通入0.05μm的過濾器後得到超高純氫氟酸成品。本例方法制備的產品純度高,產量高,符合環保要求。你可以參考一下

Ⅵ 稀土冶煉需要用到哪些化學物質草酸、液鹼、小蘇打這些有么還有其他的么

稀土冶煉方法有兩種,即濕法冶金和火法冶金。
濕法冶金屬化工冶金方式,全流程大多處於溶液、溶劑之中,如稀土精礦的分解、稀土氧化物、稀土化合物、單一稀土金屬的分離和提取過程就是採用沉澱、結晶、氧化還原、溶劑萃取、離子交換等化學分離工藝過程。現應用較普遍的是有機溶劑萃取法,它是產業分離高純單一稀土元素的通用工藝。濕法冶金流程復雜,產品純度高,該法出產成品應用面廣闊。
火法冶金工藝過程簡朴,出產率較高。稀土火法冶煉主要包括硅熱還原法製取稀土合金,熔鹽電解法製取稀土金屬或合金,金屬熱還原法製取稀土合金等。火法冶金的共同特點是在高溫前提下出產。
1.稀土精礦的分解
稀土精礦中的稀土,一般呈難溶於水的碳酸鹽、氟化物、磷酸鹽、氧化物或硅酸鹽等形態。必需通過各種化學變化將稀土轉化為溶於水或無機酸的化合物,經由溶解、分離、凈化、濃縮或灼燒等工序,製成各種混合稀土化合物如混合稀土氯化物,作為產品或分離單一稀土的原料,這樣的過程稱為稀土精礦分解也稱為前處理。
分解稀土精礦有良多方法,總的來說可分為三類,即酸法、鹼法和氯化分解。酸法分解又分為鹽酸分解、硫酸分解和氫氟酸分解法等。鹼法分解又分為氫氧化鈉分解或氫氧化鈉熔融或蘇打焙燒法等。一般根據精礦的類型、品位特點、產品方案、便於非稀土元素的回收與綜合利用、利於勞動衛生與環境保護、經濟公道等原則選擇相宜的工藝流程。
碳酸稀土和氯化稀土的出產:
這是稀土產業中最主要的兩種低級產品,一般地說,目前有兩個主要工藝出產這兩種產品。
一個工藝是濃硫酸焙燒工藝,即把稀土精礦與硫酸混合在回轉窯中焙燒。經由焙燒的礦用水浸出,則可溶性的稀土硫酸鹽就進入水溶液,稱之為浸出液。然後往浸出液中加入碳酸氫銨,則稀土呈碳酸鹽沉澱下來,過濾後即得碳酸稀土。
另一種工藝叫燒鹼法工藝,簡稱鹼法工藝。一般是將60%的稀土精礦與濃鹼液攪勻,在高溫下熔融反應,稀土精礦即被分解,稀土變為氫氧化稀土,把鹼餅經水洗除去鈉鹽和多餘的鹼,然後把水洗過的氫氧化稀土再用鹽酸溶解,稀土被溶解為氯化稀土溶液,調酸度除去雜質,過濾後的氯化稀土溶液經濃縮結晶即製得固體的氯化稀土。
2.稀土元素的分離
目前,除Pm以外的16個稀土元素都可提純到6N(99.9999%)的純度。由稀土精礦分解後所得到的混合稀土化合物中,分離提掏出單一純稀土元素,在化學工藝上是比較復雜和難題的。其主要原因有二個,一是鑭系元素之間的物理性質和化學性質十分相似,多數稀土離子半徑居於相鄰兩元素之間,非常相近,在水溶液中都是不亂的三價態。稀土離子與水的親和力大,因受水合物的保護,其化學性質非常相似,分離提純極為難題。二是稀土精礦分解後所得到的混合稀土化合物中伴生的雜質元素較多(如鈾、釷、鈮、鉭、鈦、鋯、鐵、鈣、硅、氟、磷等)。因此,在分離稀土元素的工藝流程中,不但要考慮這十幾個化學性質極其相近的稀土元素之間的分離,而且還必需考慮稀土元素同伴生的雜質元素之間的分離。
現在稀土出產中採用的分離方法(濕法出產工藝)有:(1)分步法(分級結晶法、分級沉澱法和氧化還原法);(2)離子交換法;(3)溶劑萃取法。
(1)分步法
從1794年發現的釔(Y)到1905年發現的鑥(Lu)為止,所有自然存在的稀土元素間的單一分離,還有居里夫婦發現的鐳,都是用這種方法分離的。分步法是利用化合物在溶劑中溶解的難易程度(溶解度)上的差別來進行分離和提純的。方法的操縱程序是:將含有兩種稀土元素的化合物先以相宜的溶劑溶解後,加熱濃縮,溶液中一部門元素化合物析出來(結晶或沉澱)。析出物中,溶解度較小的稀土元素得到富集,溶解度較大點的稀土元素在溶液中也得到富集。由於稀土元素之間的溶解度差別很小,必需重復操縱多次才能將這兩種稀土元素分離開來,因而這是一件非常難題的工作。全部稀土元素的單一分離耗費了100多年,一次分離重復操縱竟達2萬次,對於化學工作者而言,其艱辛的程度,可想而知。因此用這樣的方法不能大量出產單一稀土。
(2)離子交換法
因為分步法不能大量出產單一稀土,因而稀土元素的研究工作也受到了阻礙,第二次世界大戰後,美國原槍彈研製計劃即所謂曼哈頓計劃推動了稀土分離技術的發展,因稀土元素和鈾、釷等放射性元素性質相似,為盡快推進原子能的研究,就將稀土作為其代用品加以利用。而且,為了分析原子核裂變產物中含有的稀土元素,並除去鈾、釷中的稀土元素,研究成功了離子交換色層分析法(離子交換法),進而用於稀土元素的分離。
離子交換色層法的原理是:首先將陽離子交換樹脂填充於柱子內,再將待分離的混合稀土吸附在柱子進口處的那一端,然後讓淋洗液從上到下流經柱子。形成了絡合物的稀土就脫離離子交換樹脂而隨淋洗液一起向下活動。活動的過程中稀土絡合物分解,再吸附於樹脂上。就這樣,稀土離子一邊吸附、脫離樹脂,一邊跟著淋洗液向柱子的出口端活動。因為稀土離子與絡合劑形成的絡合物的不亂性不同,因此各種稀土離子向下移動的速度不一樣,親和力大的稀土向下活動快,結果先到達出口端。
離子交換法的長處是一次操縱可以將多個元素加以分離。而且還能得到高純度的產品。這種方法的缺點是不能連續處理,一次操縱周期花費時間長,還有樹脂的再生、交換等所耗本錢高,因此,這種曾經是分離大量稀土的主要方法已從主流分離方法上退下來,而被溶劑萃取法取代。但因為離子交換色層法具有獲得高純度單一稀土產品的凸起特點,目前,為製取超高純單一稀土產品以及一些重稀土元素的分離,還需用離子交換色層法分離製取。
(3)溶劑萃取法
利用有機溶劑從與其不相混溶的水溶液中把被萃取物提取分離出來的方法稱之為有機溶劑液—液液萃取法,簡稱溶劑萃取法,它是一種把物質從一個液相轉移到另一個液相的傳質過程。
溶劑萃取法在石油化工、有機化學、葯物化學和分析化學方面應用較早。但近四十年來,因為原子能科學技術的發展,超純物質及稀有元素出產的需要,溶劑萃取法在核燃料產業、稀有冶金等產業方面,得到了很大的發展。我國在萃取理論的研究、新型萃取劑的合成與應用和稀土元素分離的萃取工藝流程等方面,均達到了很高的水平。
溶劑萃取法其萃取過程與分級沉澱、分級結晶、離子交換等分離方法比擬,具有分離效果好、出產能力大、便於快速連續出產、易於實現自動控制等一系列長處,因而逐漸變成分離大量稀土的主要方法。
溶劑萃取法的分離設備有混合澄清槽、離心萃取器等,提純稀土所用的萃取劑有:以酸性磷酸酯為代表的陽離子萃取劑如P204、P507,以胺為代表的陰離子交換液N1923和以TBP、P350等中性磷酸酯為代表的溶劑萃取劑三種。這些萃取劑的粘度與比重都很高,與水不易分離。通常用煤油等溶劑將其稀釋再用。
萃取工藝過程一般可分為三個主要階段:萃取、洗滌、反萃取。
【所以稀土冶煉需要用到液鹼,碳酸氫銨,蘇打,硫酸等等】

Ⅶ 提純工藝及設備

一、概述

天然礦物原料由於雜質礦物的混雜、浸染、結構鑲嵌,有時還夾有碳質及有機質,往往不能滿足工業生產要求,例如:用於核反應堆中子減速劑的鱗片石墨,要求石墨純含量為99.995%;凝膠材料用膨潤土,要求其中蒙脫石含量達99%;造紙塗料級高嶺土,要求白度為90,粒度<2μm佔90%;天然硅藻土的主腔孔道常易被粘土、碎屑堵塞,影響助濾性能,需對被堵塞腔孔進行疏通處理等。

二、礦物原料的提純

(一)物理提純

利用不同礦物在物理性質上的差異,使目的礦物分選富集,如重、電、磁選等方法。

前面已述。

(二)化學提純

礦物的化學提純,是利用不同礦物在化學性質上的差異,採用化學方法或化學方法與物理方法相結合,改變雜質組分的化學組成或存在形態,實現礦物的分離或提純。主要應用於一些純度要求很高,且機械物理選礦方式又難以達到純度要求的高附加值礦物的提純。其作用分為:酸、鹼、鹽的溶解作用;助熔劑的熔融作用;活潑氣體的氧化、還原作用;高溫汽化形成揮發性物質等。總之,目的是將雜質轉化為可溶性的新物質或揮發性物質加以除去。

1.礦物的酸、鹼處理

非金屬礦物的酸、鹼處理,主要是在相應酸、鹼等葯劑作用下,把可溶性礦物組分(雜質礦物或有用礦物)浸出,使之與不溶性礦物組分(有用礦物或雜質礦物)分離的過程。浸出過程是通過化學反應來完成的。對不同的有用礦物和雜質礦物要採取相應的酸、鹼及葯劑,見表2-9。

(1)礦物的酸法浸出

酸法浸出常用硫酸、鹽酸、硝酸、草酸、氫氟酸作浸出劑,其中以硫酸使用最多。

硫酸浸出濃硫酸為強氧化劑,在加熱時幾乎能氧化一切金屬,且不釋放氫氣,因氧化的發生是藉助於未離解的硫酸分子,可將大多數硫化物氧化為硫酸鹽。用酸浸出銅、鐵等可形成可溶性溶液,而鉛、銀、金、銻等則留在固態渣中,在200~250℃條件下,熱濃硫酸還可分解某些稀有元素礦物,如獨居石、鈦鐵礦等。

濃硫酸具有強烈的吸水作用,用它處理的粘土礦物可作吸水乾燥劑。許多有機物,尤其是碳水化合物,一旦與濃硫酸接觸,會同其吸水性而發生碳化作用。濃硫酸處理粘土礦物一般是在常壓,100~105℃加熱條件下進行。

表2-9 常用酸、鹼處理應用范圍

可採用硫酸浸出處理硅藻土以及制備高純SiO2

氫氟酸處理氫氟酸為無色液體,19.4℃沸騰。蒸氣有刺激臭味、極毒,價格較貴。在水中可離解成離子。氫氟酸的特點是能溶解SiO2和硅酸鹽,生成氣態SiF4,故常用於制備高純SiO2或除去礦物中的SiO2雜質等。

在浸出硅石(SiO2)中的金屬雜質時,對某些包裹細密的雜質礦物,使用少量HF(低濃度)有助於SiO2部分溶解,以使雜質金屬離子較易被其他葯劑浸出,如採用0.02%~0.1%的稀氫氟酸和連二亞硫酸鈉(0.02%~0.2%重量比),在常溫下攪拌處理石英,可將其Fe2O3含量從0.15%降至0.028%。

藉助HF能溶SiO2和硅酸鹽的特點進行石墨提純,除去其少量的硅酸鹽礦物,原理過程為:將石墨和水按一定比例混合,根據石墨的灰分大小,加入氫氟酸,通入蒸汽加熱,在特製的反應器內浸取若干小時,反應完成後,用NaOH溶液中和,經洗滌、脫水、烘乾,即可除去其中的硅酸鹽礦物雜質,獲得純度達99%以上的高純石墨產品。

鹽酸處理鹽酸為HCl的水溶液,強酸之一。濃鹽酸含HCl約37%,密度1.18g/mL,在水中可離解成離子。鹽酸可與多種金屬化合物反應,生成可溶性金屬氯化物,其反應能力強於稀硫酸,可浸出某些硫酸無法浸出的含氧酸鹽類礦物。同硫酸一樣,在礦物加工工業中被大量應用。其缺點是對設備防腐要求較高。

石英砂的除鐵提純常採用鹽酸法或鹽酸與其他酸聯合使用,用含18%的鹽酸溶液,用量5%,處理石英砂,加熱至50~80℃,作用時間2~3h,可將其Fe2O3含量降至0.015%。將鹽酸溶液(濃度為1%~10%)和氟硅酸(濃度1%~10%)一起加入到含石英砂固體濃度為20%~80%的料漿中(或用鹽酸處理,經水洗滌後,再用氟硅酸處理),在75℃至溶液沸點之間的溫度下處理2~3h,濾出溶液,清洗去酸,可將石英砂中Fe2O3含量從0.059%降至0.0005%~0.0002%。

非金屬礦物的酸處理浸出,亦可採用硝酸、草酸等,但工業上應用相對較少,其原理過程同硫酸、鹽酸一致。

(2)礦物的鹼處理及鹽處理

氫氧化鈉處理主要應用於硅酸鹽、碳酸鹽等鹼金屬與鹼土金屬礦物的浸出,如石墨、細粒金剛石精礦的提純等。

石墨精礦(品位C>90%)和液態鹼(濃度50%)按3∶1比例混均,在500~800℃溫度下熔融,使硅酸鹽礦物及鉀、鈉、鎂、鐵、鋁等化合物熔融,冷卻至100℃後水浸1h,水浸渣洗滌後加30%~40%的HCl,洗滌、脫水後的石墨品位可提高到99.0%以上,回收率可達88%~90%。該工藝對雲母含量少的石墨精礦效果更好。

細粒金剛石用鹼熔水浸出提純原理過程與石墨相近。

碳酸鈉及硫化鈉處理碳酸鈉溶液對礦物原料的分解能力較弱,但具有較高的選擇性,且對設備的腐蝕性小,常用於粘土礦物的陽離子交換處理。

碳酸鈉也可同氫氧化鈉配合使用,去除金屬氧化物效果更好。如在硅砂除鐵中,在碳酸鈉中加入濃度40%~50%的NaOH,加熱100~110℃攪拌處理4~5h,經清洗、脫水後,Fe2O3含量從0.7%降至0.015%~0.025%。碳酸鈉還可浸出礦石中的磷、釩、鋁、砷等氧化物,成為可溶性鈉鹽。硫化鈉溶液可分解砷、銻、錫、汞的硫化礦物,使它們生成相應的可溶性硫酸鹽而轉入浸出液中。

此外氯化鈉、氯化銨亦可作為浸出劑脫除礦物中的金屬雜質。

(3)礦物浸出工藝設備

用於礦物酸、鹼處理的設備主要有三大類:滲濾浸出用滲濾浸出槽;常壓攪拌浸出用機械攪拌浸出槽,空氣攪拌浸出槽,流態化浸出塔;有壓攪拌浸出用哨式加壓釜、自蒸發器等。

滲濾浸出槽依處理量的大小,槽的外殼可用不同的材質製成。如處理量小,可用碳鋼槽或桶;處理大時,用磚、石、水泥砌成,內襯以一定厚度的防腐層,並且不能漏液。為便於浸出液流動,底部略向浸出液出口方向傾斜,將出口塞住後,用人工或機械將礦石(≤10mm)均勻地裝入槽內,加入配好的浸出劑,浸泡數小時或更長時間後再放液。生產中可採用多個滲濾槽同時操作。

常壓攪拌浸出設備(機械攪拌浸出槽)可分為單槳和多槳攪拌兩種,機械攪拌器可採用不同的形狀,有槳葉式、旋槳式、錨式和渦輪式。機械攪拌浸出槽結構見圖2-37。

攪拌器的材質要依浸出介質而定,酸浸時槽體可用碳鋼,內襯橡膠、耐酸磚或聚四氟乙烯塑料;或不銹鋼槽、搪瓷槽等。攪拌槳一般為碳鋼襯膠、襯玻璃鋼或由不銹鋼製成。槽體為圓柱形,槽為圓環形或平底,中央有循環筒。攪拌漿裝在循環筒下部。可採用電加熱,夾套加熱或蒸汽直接加熱方式,以控制浸出過程的溫度,蒸汽直接加熱時,蒸汽的冷凝會使礦漿濃度和試劑濃度發生變化。攪拌槽的容積依生產規模而定,機械攪拌槽一般用於生產規模較小的廠礦。

有壓攪拌浸出設備(哨式空氣攪拌加壓釜),其結構見圖2-38。

圖 2 -37 機械攪拌浸出槽

圖 2 -38 哨式加壓釜

礦漿自釜下端進入,與壓縮空氣混合後通過旋渦哨從噴嘴進入釜內,呈紊流狀態在釜內上升,然後經出料管排出。釜內礦漿的加熱或冷卻,一般採用夾套間接傳熱方式,釜內裝有事故排料管。經高壓釜浸出後的礦漿,須將壓力降至常壓後才能送下一作業處理。

2.礦物的化學漂白

作為填料或顏料等在工業中應用的非金屬礦物粉體材料,常對白度有較高的要求,在一定條件下,白度越高,應用范圍越大,附加值越高。而原礦及物理方法提純後的精礦往往難以滿足要求,為此必須對礦物進行增白處理,較常用的是進行化學漂白。

目前,國內對非金屬礦物粉體材料進行化學漂白多集中在高嶺土礦種上,且已有工業規模的生產應用。其他一些礦物也已成為潛在的漂白處理對象,如伊利石、蒙脫石、累托石、凹凸棒石、泡泡石、硅藻土、硅石等。尤其是硅藻土的漂白,做的較多。

(1)礦物化學漂白的原理及方法

影響礦物白度的主要因素是礦物本身的染色雜質礦物污染,如鐵、鈦、硫礦物和有機雜質。為此礦物漂白前,首先須了解礦石中染色雜質的特徵、含量及賦存狀態。依據其染色成因不同,採用不同的漂白方式。

礦物化學漂白方法有還原漂白和氧化漂白兩種。還原漂白主要是用還原劑對礦物漂白,常用亞硫酸鹽、連二亞硫酸鹽、硫酸氫銨等,如Na2SO3、Na2S2O4、ZnS2O4、NH4HSO4等,其他還有HCl、草酸及草酸鹽等。氧化漂白是以氧化劑對礦物進行漂白處理,常用過氧化物、次氯酸鹽、臭氧、高錳酸鉀等。在工業中氧化漂白和還原漂白可單獨使用,也可分段聯合使用。

還原漂白多在酸性介質中進行,常以H2SO4調節酸度。其原理為礦物中的金屬染色氧化物被還原生成可溶性的硫酸鹽而被除去。

影響漂白的因素主要有:礦漿濃度、漂白劑用量、pH值、漂白劑添加次數、溫度、漂白時間、添加劑等。當添加次數增至12次以後,漂白效果趨於穩定;溫度以40℃左右為好;時間一般在兩小時左右為好;添加劑主要包括分散劑、緩沖劑、整合劑等。

(2)工藝流程

原礦→磨礦→制漿→調漿→強烈攪拌→磁選→分級→磁選→濃縮→漂白→過濾→烘乾→產品。

3.生物漂白

在自然界有一類微生物,可直接或間接地參與金屬硫化礦物的氧化和溶解過程,這類微生物可在金屬硫化礦和煤礦的礦坑水以及土壤中找到它們的蹤跡。和礦物浸出有關的微生物大部分屬於自養菌,這類微生物在生長和繁殖過程中,不需要任何有機營養,而是完全靠各種無機鹽而生存。還有一類微生物則與之相反,它們需要提供現成的有機營養才能生存,叫做異養菌。某些異養菌也可以溶浸金屬礦物,但研究比較充分、在生產中得到實際應用的主要是自養類微生物。

微生物浸出主要指氧化鐵硫桿菌等自養細菌浸出,所以通常叫細菌浸出。如除鐵漂白,是利用某些微生物(細菌,真菌)具有從氧化鐵(褐鐵礦、針鐵礦)中溶解鐵的能力。利用微生物這種溶解鐵的能力,可將高嶺土中所含鐵雜質除去。微生物這種溶解鐵的能力,情況很復雜,所涉及的一些主要反應過程和多數研究者所認可的主要反應機理有:細菌浸出直接作用說,細菌浸出間接作用說和細菌浸出復合作用說(王淀佐等,2003)。

(1)細菌浸出直接作用

在有水和空氣的條件下,受氧化鐵硫桿菌作用,金屬硫化礦會發生如下反應:

非金屬礦產加工與開發利用

(2)細菌浸出間接作用

黃鐵礦在自然條件下緩慢氧化生成FeSO4和H2SO4,在有細菌的條件下,反應被催化快速進行:

非金屬礦產加工與開發利用

最終生成Fe2(SO4)3和H2SO4,Fe2(SO4)3是一種很有效的金屬礦物氧化劑和浸出劑,銅及其他多種金屬礦物都可被Fe2(SO4)3浸出,浸出示例如下:

黃鐵礦浸出:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O→15FeSO4+8H2SO4

(3)細菌浸出復合作用

復合作用機制是指在細菌浸出當中,既有細菌的直接作用,又有通過Fe3+氧化的間接作用。有些情況下以直接作用為主,有時則以間接作用為主,但兩種作用都不可排除,這是迄今為止絕大多數研究者都贊同的細菌浸出機制。實際上,大多數礦石中,總會多少存在一些鐵的硫化礦,所以浸出中Fe3+的作用不可排除,上面提到的黃鐵礦的浸出,就是兩種機制都存在的例子。

4.熱處理

(1)焙燒

焙燒是在適宜的氣氛和低於礦物原料熔點的溫度條件下,使礦物原料中的目的礦物發生物理和化學變化的工藝過程。該工藝過程表現為礦物(化合物)受熱離解為一種組成更簡單的礦物(化合物),或礦物本身發生晶形轉變。在礦物的焙燒過程中,礦物組分將發生變化。

根據焙燒反應性質的不同,可將焙燒分為以下幾種:

1)氧化焙燒:於氧化氣氛中加熱礦物,使爐氣中的氧與礦物中可燃組分作用或礦物本身在氧化氣氛中焙燒。

2)還原焙燒:在還原性氣氛中使金屬氧化物還原成低價氧化物(或金屬形態)或礦物在還原氣氛中進行焙燒。

3)氯化焙燒:在中性或還原性氣氛中加熱礦物,使之與氯氣或固體氯化劑發生化學反應,生成可溶性金屬氯化物或揮發性氣態金屬氯化物。

4)離析焙燒:於中性或弱還原性氣氛中加熱礦物,其中的有價組分與固態氯化劑(NaCl,CaCl2等)反應,生成揮發性氣態金屬氯化物,並隨即沉積在爐料中的還原劑表面。

5)磁化焙燒:在弱還原性氣氛中,使弱磁性赤鐵礦焙燒並還原成強磁性的磁鐵礦。

此外,還有硫酸化焙燒、加鹽焙燒等。

應用於非金屬礦物的主要是氧化焙燒、還原焙燒、氯化焙燒等。

(2)煅燒

煅燒是指礦物加熱分解的過程,由一種固相熱解為另一種固相和氣相的分解反應過程,且氣相在兩種凝聚相內以及兩凝聚相間均不形成固溶體。如碳酸鹽礦物(菱鐵礦、石灰石等)硫酸鹽礦物如石膏等的煅燒。非金屬礦物提純加工方面,主要用於高嶺土的煅燒。其他非金屬礦如硅藻土、石膏、珍珠岩、蛭石等主要是應用煅燒技術來加工製品。

硅藻土採用焙燒工藝可達到提純和活化的目的,將硅藻土粉加入回轉窯中,在870~1100℃條件下,氧化焙燒2~5h除去雜質,經磨礦、分級後,可生產出不同級別用作助濾劑的產品。

石膏礦(CaSO4·2H2O)經低溫(170~220℃)煅燒成為半水石膏,高溫煅燒(300~800℃)則成無水石膏。

珍珠岩為火山玻璃質岩石,通常在700~1200℃煅燒後,其煅燒產品為膨脹珍珠岩。

蛭石經高溫煅燒後體積迅速膨脹數倍至數十倍,形成膨脹蛭石,其平均容重為100~130kg/m3

高嶺土的煅燒

高嶺土煅焙燒的目的主要是脫除有機碳提高白度,同時在煅燒過程中高嶺岩羥基被脫除,造成一定的孔隙結構,使其活性增加,具備功能性材料的特性。

高嶺土的煅燒,按煅燒溫度劃分,有低溫煅燒(650℃以下)、中溫煅燒(650~1050℃)、高溫煅燒(1300~1525℃)等。不同的煅燒溫度,所得產品性能及用途也有差別。

650℃溫度以下脫羥煅燒的高嶺土具有優良的電性能,用作電纜絕緣層的電性能改良劑,或用於橡膠製品及橡膠密封材料的填料。

700~860℃煅燒高嶺土,其高嶺石晶體在層間形成多孔結構,擴大了吸附能力及比表面積,活性好,用於制備合成沸石、農葯載體或催化劑載體等。此時除對產品有較高白度要求外,對產品活性、細度及鋁硅比亦有要求。

860~1050℃煅燒分為兩種:950℃以下為不完全煅燒,1050℃為完全煅燒,前者活性好於後者,但白度較後者差,後者具有更高的白度和亮度、吸油值高、比表面積大、遮蓋率好,作紙張填料具有良好的光學性能,可部分(表面改性後)代替鈦白粉。

經過1300~1525℃煅燒的高嶺土,高嶺石晶體發生相變,形成莫來石化,可作為耐火材料或耐火製品的填料、陶瓷窯具等材料,其耐火度大於1770℃,莫氏硬度7~8。耐磨性、熱穩定性及化學穩定性好。

非金屬礦物焙燒或煅燒設備主要是隧道窯、回轉窯、旋轉立窯、倒焰窯、梭式窯等。

Ⅷ 提純的步驟是什麼啊!

針對不同的混合物類型提純步驟有所不同,如下:

1、固—固混合分離型

提純步驟:灼燒、熱分解、升華、結晶(或重結晶)。

2、固—液混合分離型

提純步驟:過濾、鹽析、蒸發。

3、液—液混合分離型

提純步驟:萃取、分液、蒸餾、滲析。

4、氣—氣混合分離型

提純步驟:洗氣。

(8)離子交換法提純氫氟酸擴展閱讀:

提純方法

1、萃取

利用某溶質在互不相溶的溶劑中的溶解度不同,用一種溶劑把溶質從它與另一種溶劑組成的溶液中提取出來,再利用分液的原理和方法將它們分離開來。

2、過濾

它是利用混合物各組分在同一溶劑中溶解度的差異,使不溶固體與溶液分離開來的一種方法。如粗鹽的提純。

3、蒸發濃縮

它是用於分離溶於溶劑中的溶質的一種方法 。如分離食鹽溶液中的NaCl。

4、結晶、重結晶

它是利用混合物中各組分在某種溶劑中的溶解度隨溫度變化不同的性質來分離提純物質的一種方法。如NaCl和KNO3混合物的分離。重結晶實際上是反復進行溶解、結晶的操作。

5、沉澱法

它是利用混合物中某成分與溶液反應生成沉澱來進行分離或提純物質的一種方法。如加入適量AgNO3溶液的方法除去KNO3中少量的KCl。

6、電解法

它是利用電解的原理來分離提純物質的一種方法,如電解冶煉鋁。

7、離子交換法

它是用離子交換劑來分離提純物質的一種方法。如硬水的軟化。

參考資料:網路-提純

參考資料:網路-分離提純

Ⅸ 離子交換分離

離子來交換分離法的基礎,自幾乎都是在氫氟酸介質中使金屬氟化物被離子交換樹脂或纖維素所吸附,然後用含有不同濃度氫氟酸的酮類溶液從離子交換樹脂柱上將鈮、鉭有選擇地淋洗出來。此方法不僅可以使鈮、鉭和其他元素分離,也可以使鈮、鉭互相分離。

Ⅹ 高一化學化合物分離和提純的各種方法步驟、注意事項等

我很高興能為您解答化學方面的題
混合物的分離和提純,有物理和化學兩種方法
首先說物理方法:利用物質的性質不同(如:熔沸點、凝固點、溶解性、顏色、氣味、密度)來加以判斷常見的方法有:蒸餾法(根據沸點不同提純物質)、過濾(分離固體和液體混合物)、萃取、傾析、溶解、結晶、分餾、吸附、升華
重要的是化學方法,首先說一下原則(不引入新雜質、不消耗被提純物質的量、實驗應該簡便易行)
化學方法:1.生成沉澱法(例子:課本上的粗鹽提純)
2.生成氣體法
3.氧化還原法
4.正鹽和酸式鹽轉化法
5.離子交換法
若有不清楚的地方請及時提問

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